一种具有较高力学性能的多巯基‑烯光敏涂料及制备方法与流程

本发明属于巯基-烯光敏材料领域，具体涉及一种具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料及制备方法。
背景技术：
：巯基-烯光敏材料是指在光照下，含有两个以上巯基(-SH)的单体与含有不饱和碳碳双键(-C＝C-)单体之间容易发生聚合反应的材料。近30年来，人们逐渐发现，巯基-烯光聚合反应因其不同于常见自由基链锁聚合的逐步加聚机理，具有反应快速、对氧不敏感、聚合物结构统一、优良的隔热性、高折射率、氧化惰性和耐水性等众多优点。在交联网络聚合物的制备方面独树一帜，在涂料、胶黏剂、生物材料和光学材料等高
技术领域：
具有广阔的应用前景(参见文献：C.E.Hoyle，etc.J.Poly.Sci.，PartA：Poly.Chem.2004，42，5301-5338；C.E.Hoyle，C.N.Bowman.Angew.Chem.Int.Ed.2010，49，1540-1573；专利CN102603583A；专利CN101291907A；专利CN101405261B)。传统的巯基-烯光敏涂料因其单体的多官能度造成体系内交联密度较大，使得该材料的力学性能较差，尤其是拉伸强度与弹性模量性能。传统的巯基-烯光敏涂料通常是主要是由三元巯基单体三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)与三元乙烯基单体1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯构成。技术实现要素：为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种多巯基-烯光敏涂料。具体的说，是一种具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料。本发明的另一目的在于提供由上述具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料的制备方法。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料，由以下组分制备而成：多元巯基化合物；多元乙烯基化合物；光引发剂。所述的多元巯基化合物，其制备方法如下：在N2的氛围下，将双季戊四醇和己二酸进行酯化反应，然后加入3-巯基丙酸、催化剂和环己烷，加热回流分水，达到理论出水量后停止反应，降温，静置分层，取下层粗产品，萃取，将萃余相中残余的萃取剂去除，得到多元巯基化合物。所述双季戊四醇与己二酸的摩尔比为(2～10):1，所述巯基丙酸为季戊四醇摩尔量的5～10倍；所述催化剂的用量为双季戊四醇与己二酸总重量的3％～5％，所述环己烷的用量为双季戊四醇重量的5倍。所述酯化反应的温度为190～220℃，所述酯化反应的时间为20min～40min，所述催化剂为对甲苯磺酸。所述加热回流分水的温度为120～130℃。所述萃取的萃取剂为无水乙醇。多元巯基化合物制备过程中双季戊四醇与己二酸摩尔比为n，依次命名所得多巯基化合物为SH-n。所述的多元巯基化合物中含巯基数为3～10个。所述多元乙烯基化合物为1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。所述多元巯基化合物中巯基与多元乙烯基化合物中双键的摩尔比为1即巯基/双键的摩尔比＝1。所述光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、二苯甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙酮-1(907)、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香丁醚和安息香异丙醚中的至少一种。所述光引发剂用量为多元巯基化合物与乙烯基化合物总重量的0.1％～1％。所述具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料的制备方法，包括以下步骤：将光引发剂与多元巯基化合物进行室温搅拌，使光引发剂完全溶解或均一，然后加入多元乙烯基化合物，避光搅拌均匀，得到多巯基-烯光敏涂料。在使用时，将刚制备的涂料静置一段时间，然后在紫外光下室温形成涂层相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：本发明的制备方法简单、所制备的涂料成膜后，膜材料具有非常优异的力学性能，解决了传统的巯基-烯光敏涂料因其单体的多官能度造成体系内交联密度较大使得该材料的力学性能较差的问题。附图说明图1是对比例1与实施例1～3制备的多巯基-烯光敏涂料成膜后的拉伸强度柱状图；对比例1对应3S，实施例1～3分别对应R3～R5；图2是对比例与实施例1～3制备的巯基-烯光敏涂料的弹性模量柱状图；对比例1对应3S，实施例1～3分别对应R3～R5。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。对比例1将光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮加入三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)中，室温搅拌，使光引发剂完全溶解或均一，然后加入1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯，避光搅拌均匀，得到涂料；三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)与1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯的用量为巯基/C＝C双键的摩尔比＝1，光引发剂的用量为多三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)与1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯总重量的0.5％。将涂料静置30min，在紫外光下室温成膜(成膜时间为30s)，所得样品命名为3S。实施例1一种具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料及制备方法，具体制备步骤如下：将光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮加入多元巯基化合物(SH-3)中，室温搅拌，使光引发剂完全溶解或均一，然后加入1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯，避光搅拌均匀，得到多巯基-烯光敏涂料。多元巯基化合物(SH-3)与1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯的用量为巯基/C＝C双键的摩尔比＝1，光引发剂的用量为多元巯基化合物与乙烯基化合物总重量的0.5％。将多巯基-烯光敏涂料静置30min，在紫外光下室温成膜(成膜时间为30s)，所得样品命名为R3。所述的多元巯基化合物(SH-3)，其制备方法如下：在N2的氛围下，将7.63g双季戊四醇和1.46g己二酸于220℃反应半小时，然后加入18.50g3-巯基丙酸、0.36g对甲苯磺酸和38.15g环己烷，120℃加热回流分水，达到理论出水量后停止反应，降温至室温，静置分层(静置30min)，取下层粗产品，采用无水乙醇萃取，将萃余相减压蒸馏脱去残余的少量乙醇，得到多元巯基化合物。实施例2本实施例的一种具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料及制备方法，具体制备步骤如下：将光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮加入多元巯基化合物(SH-4)中，室温搅拌，使光引发剂完全溶解或均一，然后加入1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯，避光搅拌均匀，得到多巯基-烯光敏涂料。所述多元巯基化合物(SH-4)与1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯的用量为巯基/C＝C双键的摩尔比＝1，光引发剂的用量为多元巯基化合物与乙烯基化合物总重量的0.5％。将多巯基-烯光敏涂料静置30min，在紫外光下室温成膜(成膜时间为30s)，所得样品命名为R4。所述的多元巯基化合物，其制备方法如下：在N2的氛围下，将10.17g双季戊四醇和1.46g己二酸于220℃反应半小时，然后加入25.44g3-巯基丙酸、0.46g对甲苯磺酸和50.85g环己烷，120℃加热回流分水，达到理论出水量后停止反应，降温至室温，静置分层(静置30min)，取下层粗产品，采用无水乙醇萃取，将萃余相减压蒸馏脱去残余的少量乙醇，得到多元巯基化合物。实施例3本实施例的一种具有较高力学性能的多巯基-烯光敏涂料及制备方法，具体制备步骤如下：将光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮加入多元巯基化合物(SH-5)中，室温搅拌，使光引发剂完全溶解或均一，然后加入1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯，避光搅拌均匀，得到多巯基-烯光敏涂料。所述多元巯基化合物(SH-5)与1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯的用量为巯基/C＝C双键的摩尔比＝1，光引发剂的用量为多元巯基化合物与乙烯基化合物总重量的0.5％。将多巯基-烯光敏涂料静置30min，在紫外光下室温成膜(成膜时间为30s)，所得样品命名为R5。所述的多元巯基化合物，其制备方法如下：在N2的氛围下，将12.71g双季戊四醇和1.46g己二酸于220℃反应40min，然后加入32.38g3-巯基丙酸、0.57g对甲苯磺酸和63.55g环己烷，120℃加热回流分水，达到理论出水量后停止反应，降温至室温，静置分层(静置30min)，取下层粗产品，采用无水乙醇萃取，将萃余相减压蒸馏脱去残余的少量乙醇，得到多元巯基化合物。对比例1与实施例1～3制备的巯基-烯涂料成膜后的拉伸强度与弹性模量的测试如表1所示、拉伸强度与弹性模量的柱状图如图1和图2所示。表1对比例1与实施例1～3制备的巯基-烯涂料成膜后的拉伸强度与弹性模量样品拉伸强度(MPa)弹性模量(GPa)3S5.450.02R314.270.2R431.810.48R514.50.23上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3